原子级模板图案帮助纳米颗粒呈现新形状并学习新技巧

受到艺术家模板的启发,研究人员在纳米颗粒表面开发了原子级精密图案,使他们能够用聚合物“绘制”金纳米颗粒,从而赋予它们一系列新的形状和功能。

来源:英国物理学家网首页
通过原子模板印刷,研究人员制造出了各种具有新形状和特性的图案化斑状纳米颗粒。玛雅·哈雷尔插图。图片来源:伊利诺伊大学/Maayan Harel

受到艺术家模板的启发,研究人员在纳米颗粒表面开发了原子级精密图案,使他们能够用聚合物“绘制”金纳米颗粒,从而赋予它们一系列新的形状和功能。

伊利诺伊大学香槟分校的研究人员以及密歇根大学和宾夕法尼亚州立大学的合作者开发的“片状纳米颗粒”可以大批量生产,用于各种电子、光学或生物医学应用,或用作新型复杂材料和超材料的构建块。

由伊利诺伊州材料科学与工程学教授陈谦领导的研究人员在《自然》杂志上报告了他们的发现。

调查结果 自然

“纳米材料领域的圣杯之一是用纳米级构建块制造复杂的功能结构。但控制每个纳米粒子的方向和组织极其困难,特别是在获得超越简单密堆积的材料方面,”陈说。

“然后我们从大自然中得到了这个想法:蛋白质具有不同的表面域,通过它们的相互作用,它们可以制造我们在生物学中看到的所有复杂的机器。因此我们采用了这种策略,在纳米粒子的表面上有斑块或不同的域。”

然而,如何在受控设计或大规模下粘贴补丁的问题被证明是一个挑战。这篇论文的共同第一作者 Ahyoung Kim 作为一名研究生,在 Chen 实验室努力解决这个问题时,参加了一堂艺术课。在课堂上,她学习了一种模板印刷技术,即使用掩模在弯曲的陶器上绘制复杂的设计。她意识到这种技术也适用于纳米颗粒表面。

VIDEOC来源:伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校

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